Если кто-то и знал все о черных дырах, то это был стивен хокинг. Мир в ореховой скорлупе

Физики объясняют, что отправиться в прошлое теоретически можно, а вот убить собственного дедушку - нет

Аннотация

В основу книги легли доклады, прочитанные всемирно известными учеными и популяризаторами науки 3 июня 2000 г. в честь 60-летия Кипа С.Торна. В них обсуждаются фундаментальные вопросы, связанные с природой пространства-времени, в том числе возможность путешествий во времени, а также даются предсказания о грядущих открытиях.

Рецензия "Частного Корреспондента"

Нельзя сказать, чтобы всякая собака у нас знала, кто такой Кип С. Торн . Зато все знают, кто такой Стивен Хокинг . Поэтому неудивительно, что на обложке сборника, посвящённого шестидесятилетию первого физика, значится тем не менее фамилия второго - так, будто Хокинг был единственным автором книги, а все остальные только рядом курили. Простим издателю эту маленькую хитрость. Тем более что книга очень хороша.

Хороша, хотя неоднородна. Состоит она из обширного введения и пяти статей. В первых двух Игорь Новиков и Стивен Хокинг рассуждают о том, возможна ли машина времени. В третьей Кип С. Торн даёт прогнозы развития науки на ближайшие десятилетия. Заключительные две - Тимоти Ферриса и Алана Лайтмана - посвящены соответственно проблеме популяризации науки и сопоставлению природы таланта физика и литератора.

Эти последние, что неудивительно, наименее интересны. Спорить с тем, что наука нуждается в популяризации, вроде бы нечего. (Хотя, может быть, в стране, где чёртову уйму денег собираются потратить на преподавание религии в школах, и при этом ни копейки не потрачено на пропаганду науки, - в такой стране как раз и нужно бы министру образования дать почитать статью Ферриса, а?) Статья Лайтмана про физиков и лириков довольно наивна.

А вот введение, написанное Ричардом Прайсом, заслуживает самого пристального внимания. Нет, конечно, тот, кто способен быстренько вывести преобразования Лоренца и вполне понимает, чем специальная теория относительности отличается от общей, тот его пропустит. Но ведь и книга не для этого титана духа, а для человека, который знает про Эйнштейна только, что он высовывал язык перед камерой.

С профанной точки зрения, самое впечатляющее в сборнике - это статьи Новикова и Хокинга о путешествиях во времени. Если червоточины в пространстве существуют, говорит Новиков, то путешествия в прошлое возможны и, главное, «проблема дедушки» (некто отправляется в прошлое и убивает своего дедушку ещё до рождения своего отца) в принципе решаема. Хокинг с Новиковым не спорит, но уточняет, что появление червоточин в пространстве маловероятно - меньше, чем 1:10 с пятью триллионами нулей.

А самая интересная и важная статья в книге - текст Торна о перспективах развития науки: именно из него становится понятно, чего же современная физика не знает. (Ведь человеку неподготовленному может после рассуждений об искривлениях пространства показаться, что всё остальное уже понятно.) Что находится в самом сердце чёрной дыры? Что происходило в первую секунду существования Вселенной? И самое интересное, как соотносятся теория относительности и квантовая механика? Ничего этого физики не знают, но, если верить автору, скоро узнают.

Чувство здорового патриотизма заставляет только пожалеть, что узнают это, судя по всему, не российские физики, а европейские и американские (ну, или наши, но давно перебравшиеся за рубеж). Но ничего, будем надеяться, что они нам расскажут. Напишут ещё одну хорошую книжку, а мы её переведём и почитаем.

МОСКВА, 14 мар — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Британский физик-теоретик, доказавший, что черные дыры излучают, автор научно-популярных бестселлеров о происхождении Вселенной Стивен Хокинг скончался на 77-м году жизни. Эрудиция, стремление докопаться до истины, разносторонние научные интересы и не в последнюю очередь воля к жизни принесли ему всемирную известность, сравнимую разве что со славой Альберта Эйнштейна.

Один из ярчайших ученых и мыслителей современности родился в 1942 году в Оксфорде. Окончил Оксфордский университет, где изучал физику и защитился по теме расширяющейся Вселенной. Хокинга интересовали космологии и квантовая гравитация.

В молодом возрасте у него диагностировали тяжелое неизлечимое заболевание — боковой амиотрофический склероз. Ученый оказался прикован к инвалидному креслу, потерял способность говорить. Несмотря на это, продолжал работать, читать лекции, писать книги.

Хокинг изучал понятие пространственно-временной сингулярности — точки в центре черных дыр — и использовал его для объяснения возникновения Вселенной. Вместе с математиком Роджером Пенроузом он написал эссе "Сингулярность и геометрия пространства-времени", за что получил премию Сэма Адамса. Позже доказал, что если Вселенная подчиняется общей теории относительности Эйнштейна, то она должна была возникнуть из точки с бесконечной плотностью, то есть начаться с сингулярности. Однако квантовые флуктуации привели ее к Большому взрыву и быстрому расширению.

Занимаясь черными дырами (объектами огромной плотности, притягивающими все вокруг), Хокинг вместе с коллегами вывел законы их механики по аналогии с термодинамикой. А в 1975 году предположил, что черные дыры излучают фотоны. Это противоречило теории относительности, но следовало из квантовой механики. Черные дыры светятся, словно раскаленные тела, излучая энергию и постепенно "испаряясь" (позже, правда, Хокинг доказывал, что площадь черных дыр не изменяется). Это теперь вполне доказанное явление назвали излучением Хокинга.

Занявшись теорией инфляции, согласно которой темпы расширения Вселенной со временем замедлились, Стивен Хокинг утверждал, что понятие начала Вселенной может быть неопределенным, поскольку до Большого взрыва не существовало времени. Он также отказался от понятия сингулярности как момента рождения Вселенной и ввел термин "полюс", то есть место без границ в начале мироздания. Эти работы составили книгу "Краткая история времени", опубликованную в 1988-м. Она стала бестселлером и сделала Хокинга мировой знаменитостью.

При описании свойств черных дыр сталкиваются две главные физические теории — теория гравитации и квантовая механика. Нужно принять либо одну, либо другую. По теории гравитации, все тела и частицы, падая в черную дыру, исчезают в ней, а вместе с ними и вся информация. Однако это противоречит квантовой механике, согласно которой информация остается во Вселенной навсегда, хотя практически считать ее невозможно (по крайней мере, пока). Стивен Хокинг попытался решить информационный парадокс в 2004 году, однако несильно преуспел. Он заявил, что информация, исчезнувшая в черной дыре в одной из Вселенных, возникает в другой — параллельной. Сам информационный парадокс он назвал "величайшей ошибкой".

Стивен Хокинг опубликовал множество научно-популярных книг, многие из которых переведены на русский язык, в том числе "Мир в ореховой скорлупке", "Большое, малое и человеческий разум", "Будущее пространства-времени", серия детских книжек "Джордж и тайны Вселенной".

Будущее науки глазами Стивена Хокинга

Одной из самых важных и актуальных проблем современного естествознания, с точки зрения Хокинга, является разработка Последней теории или Теории Всего, как он сам ее называет и о создании которой мечтает на протяжении многих лет.

В своей книге «Краткая история времени» он пишет: «Если мы действительно откроем Последнюю теорию, то со временем ее основные принципы станут доступны пониманию каждого, а не только нескольким специалистам. И тогда все мы, философы, ученые и просто обычные люди, сможем принять участие в дискуссии о том, почему так произошло, что существуем мы и существует Вселенная. И если будет найден ответ на такой вопрос, это будет полным триумфом человеческого разума, ибо тогда нам станет понятен замысел Бога».

Говоря о Последней теории, Хокинг имел в виду теорию «супергравитации», о которой мы уже подробно говорили и которая должна объединить все известные современной физике четыре фундаментальные взаимодействия – электромагнитное, сильное или ядерное, слабое с участием нейтрино и гравитационное. По мнению Хокинга, такая теория с вероятностью 50 на 50 процентов будет построена в ближайшие двадцать лет.

Хокинг утверждает, что создание Последней теории наконец завершит стройное здание теоретической физики. «Мы узнаем основные законы, которые управляют Вселенной, – говорил он в Белом доме. – Но не думаю, что, открыв эти законы, мы остановимся на каком-то уровне в их использовании. Из Последней теории не следует существование предела для сложности систем, которые мы можем создавать, и именно в направлении раскрытия этой сложности, по моему мнению, и пойдет основное развитие в следующем тысячелетии».

А так как наиболее сложной из всех известных нам систем является человек, то скорее всего главной практической задачей науки станет перестройка его ДНК с целью усовершенствования генома человека. И даже в том случае, если генная инженерия будет формально запрещена, из этого ничего не получится, так как генотехникой животных и растений заниматься все равно будут. И рано или поздно кто-то перенесет полученный опыт и на человека…

Хокинг убежден, что усовершенствование генома человека неизбежно. Дело в том, что развитие и усовершенствование ЭВМ подчиняется экспоненциальному закону – их сложность и быстродействие удваиваются каждые 18 месяцев. Таким образом, эволюция компьютеров происходит значительно быстрее эволюции биологических систем.

В декабре 1999 года знаменитая компания IBM опубликовала план создания самого быстрого в мире суперкомпьютера стоимостью около 100 миллионов долларов, предназначенного для исследования процессов, происходящих при образовании белков. Это уникальное устройство, по мнению IBM, позволит, наконец, серьезно заняться изучением различных болезней и создать эффективные и безвредные лекарства.

Новый суперкомпьютер RS/6000 будет называться Blue Gene и производить более одного квадриллиона операций в секунду! Это примерно в 1000 раз превосходит возможности вычислительной машины Deep Blue, одержавшей в 1997 году победу над чемпионом мира по шахматам Гарри Каспаровым!

Хокинг предполагает, что между биологическими и электронными интеллектуальными системами начнется борьба за лидерство, острое соревнование. «Я ожидаю, – говорит он, – что как в биологической, так и в электронной сферах сложность будет нарастать со стремительной скоростью и на основе подобных соображений делает вывод о том, что наступающая эпоха неизбежно будет весьма динамичной, она «должна характеризоваться большими изменениями, которые будут сопровождаться напряженностью и нестабильностью». В третьем тысячелетии нас ожидают фундаментальные перемены!

Но человечество, предупреждает Хокинг, может и не дожить до этой великой эпохи. Ибо предстоящее чревато опасностями. Нашей цивилизации угрожает демографический взрыв, исчерпание минеральных энергетических ресурсов, а также глобальная экологическая проблема. «Весьма реальна опасность, – утверждает Хокинг, – что мы уничтожим все на этой планете, так как наша техническая мощь для этого достаточна. И даже если мы не истребим самих себя, то остается возможность впасть в примитивное и жестокое варварство». Однако люди, надеется Хокинг, сумеют справиться с этими опасностями…

О создании Последней научной теории ученые мечтали давно. Еще Декарт верил, что рано или поздно удастся сформулировать такие «начала науки, из которых будут выведены все истины, которые из них можно извлечь». В то же время Декарт считал, что пройдут столетия, прежде чем будет достигнут столь высокий уровень мудрости и совершенства.

В конце XVIII столетия казалось, что эта задача решена, поскольку физикам удалось создать стройное здание классической физики.

Как мы уже отмечали, иной точки зрения придерживались в конце XIX века последователи и сторонники классической механики. А. Лежандр, например, отзывался о Ньютоне так: «Это был не только величайший, но и самый счастливый гений, потому что систему мира можно установить только один раз».

Однако последовавшие открытия заставили ученых отказаться от этой мысли. Появились термодинамика, статистическая физика, а также теория электромагнитных явлений. Эти достижения буквально революционизировали физическую науку, теорию. И к концу XIX века многие физики вновь стали надеяться, что их работа близка к завершению. Остались лишь две нерешенные проблемы – распределение энергии в излучении черного тела и трудности, возникшие при попытках обнаружения эфира. В связи с этим профессор Жолио советовал своему ученику Максу Планку выбрать для себя более интересное и перспективное занятие, чем теоретическая физика.

Ирония истории заключалась в том, что именно Планк в 1900 году стал одним из создателей квантовой механики, сыгравшей лидирующую роль в науке XX столетия. А решение проблемы эфира привело к появлению еще одного фундаментального направления – теории относительности.

Тогда же А. Эйнштейн предпринял попытку, объединив гравитацию с электромагнетизмом, создать Последнюю теорию.

Теперь о том же мечтает Хокинг. Он полагает, что после этого физикам останется лишь заняться ее различными приложениями, например, в области так называемых сложных систем.

Кстати, о сложных системах. Есть основания предполагать, что теория таких систем, которая в известном смысле стоит над всеми другими науками, будет играть особую роль в науке XXI столетия.

В своих прогнозах Хокинг, между прочим, исходит из того, что мир в своей основе достаточно прост, и сложность его описания является недостатком современных фундаментальных научных теорий. Однако, судя по всему, «сложность» представляет собой не менее фундаментальную характеристику окружающего нас мира, чем основные типы физических взаимодействий.

Как считает доктор физико-математических наук Л.В. Лесков, создать Теорию Всего – это значит достичь такого фундаментального уровня описания, исходя из которого можно чисто логическим путем вывести все явления. Однако такое «абсолютное знание» оказалось бы вневременным и надвременным. Но оно не соответствует реальному миру, одной из фундаментальных характеристик которого является существование «стрелы времени».

Если даже предсказания Хокинга оправдаются и Теория Всего будет разработана, то это все же не будет означать, что научное познание окружающего нас мира полностью завершено. По мнению Лескова, из теории, которую Хокинг рассматривает как Последнюю, не следует существование предела сложности как природных систем, так и тех систем, которые мы сами можем создавать. И скорее всего, именно по пути раскрытия этой сложности пойдет основное направление науки XXI столетия.

Дело в том, что включение в динамику известных нам сложных систем явлений необратимости, а также вероятностных процессов, на основании Последней теории Хокинга, к сожалению, не может быть выполнено.

Вневременные законы физики, замечает по этому поводу И. Пригожий, не могут считаться «подлинным отражением фундаментальной истины физического мира, ибо такая истина делает нас чужими в этом мире и сводит к простой видимости множество различных явлений, которые мы наблюдаем».

А это значит, что действительно универсальная теория должна обязательно учитывать необратимость во времени и вероятностные процессы (так называемую динамическую неустойчивость). Теория, не учитывающая этих факторов, не может стать Теорией Всего, так как реальная Вселенная эволюционирует, и потому необратимость и вероятность являются ее фундаментальными свойствами.

Характерно высказывание на этот счет английского астрофизика Роджера Пенроуза, сотрудничающего с Хокингом, но тем не менее, не принимающего его атемпорального видения Вселенной. В своей книге «Новый разум императора» он пишет: «По моему мнению, наша современная картина физической реальности, особенно в том, что касается природы времени, чревата сильнейшим потрясением, еще более сильным, чем то, которое вызвали теория относительности и квантовая механика в их современной форме».

Кроме того, атемпоральный характер Последней теории Хокинга в форме супергравитации – не единственная причина, в силу которой ее нельзя считать универсальной. Дело еще и в том, что традиционные представления о четырех основных физических взаимодействиях, судя по всему, не являются исчерпывающими. Речь идет о существовании пятого – «торсионного взаимодействия», связанного с вращением и кручением, о котором мы говорили выше.

После лекции в Белом доме Хокинга спросили, какого наиболее впечатляющего научного открытия можно, по его мнению, ожидать в обозримом будущем? Таким открытием, ответил он, будет скорее всего то, чего мы не ожидаем, иными словами, это должно быть совершенно удивительное открытие такого же типа, какие в прошлом приводили к великим революциям в науке!

Но, как считает Лесков, такое открытие, видимо, уже совершилось – это раскрытие поразительных свойств физического вакуума!

Последняя теория, о которой мечтает Хокинг, неизбежно окажется бессильной и перед проблемой взаимодействия между духом и телом, то есть проблемой сознания. А, судя по всему, решение этой проблемы будет непосредственно связано с достижениями современных теорий физического вакуума. Между тем Последняя теория, о которой говорит Хокинг, не имеет к этой области природных явлений никакого отношения. И уже по одному этому ее нельзя рассматривать как Теорию Всего…

Лесков ссылается на высказывание Германа Гессе о том, что от гремящего хаоса окружающего мира со всей его пугающей сложностью человеку иногда хочется укрыться за ясными и неподвластными бегу времени картинами простых мифов. Не является ли многовековая мечта ученых о Последней теории, которая поставит наконец точку в поисках Абсолюта, спрашивает Гессе, тайным отражением стремлению людей к спокойствию и устойчивости?

Анализируя выбор научных проблем, который сделал Хокинг, и его подход к этим проблемам, можно предположить, считает Лесков, что на уровне подсознания он руководствовался именно такими мотивами.

Но если любые прогнозы будущего науки носят предположительный и во многом недостоверный характер, то в чем вообще смысл подобных попыток? На этот вопрос ответил немецкий философ Карл Ясперс: «Прогнозы должны вводить нас в сферу возможного, намечать отправные точки нашего плана и наших действий, открывать перед нами далекие горизонты, усиливать наше ощущение свободы сознанием возможного».

Мы постараемся придерживаться этих принципов при описании тех возможных путей, которыми пойдет наука в новом столетии.

[Будущее науки] Б. ФРАНКЛИН - ДЖ. ПРИСТЛИПасси, 8 февраля 1780 г.Дорогой сэр!Ваше любезное письмо от 27 сентября пришло совсем недавно, так как податель его надолго задержался в Голландии. Мне всегда приятно слышать, что Вы продолжаете заниматься опытными исследованиями

Джон Хорган Конец науки: Взгляд на ограниченность знания на закате Века Науки Введение Поиск ответа Horgan THE END OF SCIENCE Facing the Limits of Knowledge in the Twilight of the Scientific Age 1996Перевод с английского М. В. ЖуковойДизайн Вадима НазароваОформление Александра ПономарёваЗащиту интеллектуальной

Глазами конструктора Недавно я просмотрел новую книгу английского философа Джона Ѹрла, посвященную попыткам выяснить онтологическим и прагматическим путем, что такое сознание, но ничего нового о так называемой «сути» сознания я не узнал. Я знаю, что мои

§ 56. Вопрос об объеме феноменологической редукции. Науки о природе и науки о духе Выключая полагание мира, природы, мы воспользовались этим методическим средством для того, чтобы вообще стал возможным поворот взгляда к трансцендентально чистому сознанию. Теперь же,

(h) Глазами конструктора Эволюция как творец является несравненным жонглером, исполняющим акробатические номера в ситуации, чрезвычайно сложной из-за своей технологической узости. И, несомненно, она заслуживает чего-то большего, чем просто восхищение, – она заслуживает,

Глазами конструктора ЭВОЛЮЦИЯ как творец является несравненным жонглером, исполняющим акробатические номера в ситуации, чрезвычайно сложной из-за своей технологической узости. И несомненно, она заслуживает чего-то большего, чем просто восхищение, - она заслуживает,

Глазами синергетики Как мы уже говорили, в природе при определенных условиях могут происходить процессы самоорганизации. Возникающие при этом самосогласованные «кооперативные» процессы изучаются особым научным направлением, получившим название

БУДУЩЕЕ НАУКИ Разностороннее изучение качеств и свойств человеческого сознания откроет новые возможности совершенствования; на помощь этике придут новые достижения науки. И медицина, и химия, и наука о космических лучах, и целый ряд других областей знания докажут, что

Ящик Хокинга: связь с гипотезой о вейлевской кривизне? Как бы то ни было, а читатель вне всякого сомнения подумает: какое все это имеет отношение к ГВК или ПКТГ? Действительно, второе начало термодинамики, в его настоящем виде, вполне может быть частью процедуры R, но вот где

Будущее науки Этот примитивный обзор процессов, скрытых за числами, дает общее представление о математике и физике. Представьте себе, что вы жили в те времена, когда были открыты или придуманы числа. Вообразите, что вы жили тысячи лет назад. Если бы вы знали об основных

Хокинг

(Hocking)

Уильям Эрнест (10.8.1873, Кливленд, штат Огайо, - 12.6.1966, Мадисон, штат Нью-Хэмпшир), американский философ-идеалист, представитель а. Профессор Калифорнийского (1906-08), Йельского (1908-14) и Гарвардского (1914-43) университетов. Мир, по Х., есть совокупность идеальных сущностей - человеческих сознаний, являющихся частью Абсолюта - мирового сознания, благодаря которому возможна их взаимная коммуникация. Каждая личность - активное начало, которое творит действительность. В то же время причиной этого творчества является Верховная личность, Бог. Х. утверждал, что учения, исключающие божество, являются ложными. В работе «Наука и идея бога» (1944) Х. стремился доказать, что наука познаёт лишь особенное, частное, а всеобщее постигается только в религиозном опыте. Не могут обойтись без бога ни человеческая личность, ибо, по Х., атеистическое мировоззрение неизбежно ведёт к сознанию бессмысленности бытия, ни человеческое общество, которое, отказываясь от бога, неизбежно обожествляет волю отдельных лиц. Для Х. характерна связь элементов объективного и субъективного идеализма.

Соч.: Meaning of god in human experience, N. Y., 1912; Men and the state, New Haven, 1926; Types of philosophy, Chi. - N. Y., 1929; Thoughts on death and life, N. Y., 1937; What man can make of man, N. Y., 1942; Experiment in education, N. Y., 1954; Strength of man and nations, N. Y., 1959.

Лит..: Богомолова. А. С., Буржуазная философия США XX века, М., 1974; Буржуазная философия XX века, М., 1974, гл. 8; Philosophy, religion and the coming world civilization; essays in honor of W. E. Hocking, ed. L. S. Rouner, The Hague, 1966.

Д. М. Луканов.

Стивен

• ( Stephen Edwin King , р. 1947) - американский писатель, работающий в разнообразных жанрах, включая ужасы, триллер, фантастика, фэнтези.
• ( Steven Anthony Ballmer , р. 1956) - генеральный директор компании Microsoft
• ( Steven Spielberg ; р. 1946) - американский режиссер
• ( Stephen Baldwin ; р. 1966) - американский актёр
• ( Steven Weinberg , р. 1933) - американский физик, лауреат Нобелевской премии по физике (1979).
• ( Stephen Gary Woźniak ; р. 1950) - американский разработчик компьютеров и бизнесмен, соучредитель фирмы Apple.
• ( Steven Paul Jobs, Steve Jobs ; 1955-2011) - американский инженер и предприниматель, сооснователь и генеральный директор американской корпорации Apple Inc.
• ( Steven George Gerrard ; р. 1980) - английский футболист.
• ( Stephen William Hawking ; р. , ) - один из наиболее влиятельных«Most influential people» , и известных широкой общественности нашего времени.

Фамилия

Другие книги схожей тематики: